(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原木計測モードおよび丸太計測モードのいずれかを選択するモード選択手段と、
前記原木を直径方向に切断する切断手段を有する集計装置本体と、
前記原木計測モードにおいて、原木を自動的に送り、前記切断手段により前記原木を直径方向に切断しながら元口径および末口径を計測する原木計測手段と、
前記原木計測手段により得られた元口径および末口径に基づいて前記原木を切断して得られた丸太の材積を演算する第１の丸太材積演算手段と、
前記丸太計測モードにおいて、固片化された丸太を元口から末口より所定長手前まで送り、元口径、末口より所定長手前における仮末口径および前記元口から末口より所定長手前までの長さを計測する丸太計測手段と、
前記丸太計測手段により得られた仮末口径に基づいて前記丸太の末口径を演算する丸太末口径演算手段と、
前記丸太の元口径および前記丸太の末口径に基づいて前記丸太の材積を演算する第２の丸太材積演算手段と、
前記第１の丸太材積演算手段により得られた前記丸太材積と前記第２の丸太材積演算手段により得られた前記丸太材積とを集計する集計手段と、
を備えることを特徴とする丸太生産量集計装置。
【請求項２】
請求項１に記載の丸太生産量集計装置において、前記丸太計測モードにおいて、前記仮末口径の計測は、前記丸太の送り方向に位置する前記集計装置本体の一側面が前記丸太の末口と同一面となる位置で行うことを特徴とする丸太生産量集計装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の丸太生産量集計装置において、前記丸太末口径演算手段よる演算は、前記丸太の元口径と前記丸太の仮末口径の比を、前記丸太の元口から末口より所定長手前までの長さと前記丸太の元口から末口までの長さの比に比例させて演算することを特徴とする丸太生産量集計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、森林で原木から丸太を製造する場合における丸太生産量集計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹木を伐採して製造した丸太の生産量を計測する場合、通常、樹木を根元で切断した原木を、森林における土場に運搬し、土場で原木を玉切りして丸太を得る。原木から丸太を製造する際に、製造した丸太の体積（材積）を計測する。
丸太の生産量は、原木を切断するチェーンソーおよび原木を所定長移送する送材装置を備えた作業具により、原木を切断しながら計測される。作業具は、原木を把持するグラップルアームとグラップルアームの回転角度を検出する角度センサを有し、把持した原木の直径を計測することができる。丸太の材積は、原木を切断した丸太の元口径、末口径および原木の送り長さに対応する丸太の長さから演算により算出される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２５４９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記先行文献１に記載の方法は、原木を土場に搬送し、土場において、丸太を製造しながら丸太の材積を計測する。
しかし、森林の環境、土地状況等度によっては、伐採した原木を土場まで運搬せず、伐採した場所で、手作業により原木を適宜な長さに切断して丸太を製造する。
丸太の材積を計測するには、丸太の長さを確定する必要がある。上記先行文献１に記された方法は、送材装置により原木を所定長移送し、その位置でチェーンソーにより原木を切断するので、丸太の長さを確定することができる。しかし、予め、手作業により適宜な長さに切断された丸太の長さを計測することはできない。
このため、森林から製造された丸太全体の生産量を集計することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の丸太生産量集計装置は、原木計測モードおよび丸太計測モードのいずれかを選択するモード選択手段と、原木を直径方向に切断する切断手段を有する集計装置本体と、原木計測モードにおいて、原木を自動的に送り、切断手段により原木を直径方向に切断しながら元口径および末口径を計測する原木計測手段と、原木計測手段により得られた元口径および末口径に基づいて原木を切断して得られた丸太の材積を演算する第１の丸太材積演算手段と、丸太計測モードにおいて、固片化された丸太を元口から末口より所定長手前まで送り、元口径、末口より所定長手前における仮末口径および元口から末口より所定長手前までの長さを計測する丸太計測手段と、丸太計測手段により得られた仮末口径に基づいて丸太の末口径を演算する丸太末口径演算手段と、丸太の元口径および丸太の末口径に基づいて丸太の材積を演算する第２の丸太材積演算手段と、第１の丸太材積演算手段により得られた丸太の材積と第２の丸太材積演算手段により得られた丸太の材積とを集計する集計手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の丸太生産量集計装置によれば、末口より所定長手前における仮末口径を計測し、これに基づいて末口径を求めるので、予め、適宜な長さに切断された丸太の材積を算出することができ、この丸太材積と原木を切断しながら得られた丸太の材積とを集計して、全体の材積を集計することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の丸太生産量集計装置が搭載される一実施形態としての作業機械の側面図。
【図２】本発明の丸太生産量集計装置としての作業具の正面図。
【図３】本発明の丸太生産量集計装置の一実施形態のブロック図。
【図４】原木材積を算出する方法を説明するための模式図。
【図５】原木から丸太を製造する方法を説明するための模式図。
【図６】適宜な長さに切断された丸太の材積を算出する方法を説明するための模式図。
【図７】原木計測モードにおけるフローチャート。
【図８】丸太計測モードにおけるフローチャート。
【図９】集計モードにおけるフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（作業機械）
以下、本発明の丸太生産量集計装置の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の丸太生産量集計装置が搭載される一実施形態としての作業機械の側面図である。
図示した作業機械１０は、下部走行体１１に対し上部旋回体１２が旋回可能に設けられ、この上部旋回体１２の中央部には運転室１８が設けられている。また、上部旋回体１２の前部には、ブーム１３、アーム１４および作業具１５からなる作業装置１６が装着されている。作業具１５は樹木を伐採した原木から丸太及び残材を製造するものである。本発明による作業機械１０には、プロセッサやハーベスタ、あるいはチェーンソー付グラップル機械に外付けで丸太の測長機能を取り付けたアタッチメントを作業具１５として装着した林業機械が含まれる。本実施の形態では作業機械１０の代表例としてプロセッサを装着した作業機械を説明する。
【０００９】
（作業具）
図２は、作業具１５の正面図である。
図２において、作業具１５のアーム１４に対する取付部１００には、重量センサ１０１が設けられている。この重量センサ１０１は、作業具１５自体の重さ及び作業具１５により把持した丸太等の重量を検出する。重量センサ１０１には支持部材１０２を介して作業具本体１０３が懸架されている。
【００１０】
作業具本体１０３には、一対のグラップルアーム１０４が回動可能に支持されており、図示しない油圧シリンダによってグラップルアーム１０４を回動駆動して一対のグラップルアーム１０４の間に原木や丸太等を把持する。本実施の形態においては、このグラップルアーム１０４の回動支点部分に角度センサ１０５が備えられており、この角度センサ１０５は、把持した丸太の径に換算される値としてグラップルアーム１０４の回動角を検出する。
角度センサ１０５の検出信号は後述するコントローラ２０により制御されるＣＰＵ９（図３参照）に出力され、ＣＰＵ９はこの検出信号を基に把持した原木や丸太の直径を演算する。なお、角度センサ１０５は、製造する丸太の直径を計測する測径手段として機能するが、同様の機能を果たすものとして、グラップルアーム１０４を回動駆動させる油圧シリンダのストロークセンサ等も挙げられる。
【００１１】
作業具本体１０３には、把持した原木を切断するチェーンソー等の切断装置１０６が備えられている。この切断装置１０６は、通常時は作業具本体１０３内に収容されているが、コントローラ２０からの指令により、一端を支点に回動してグラップルアーム１０４に把持された原木を切断する。作業具本体１０３及びグラップルアーム１０４には、把持した原木を移送する送材装置１０７が設けられている。把持した原木は、送材装置１０７によって図中の紙面直交方向に移送され、一定距離移送されたところで、切断装置１０６によって切断され、一定長さの丸太が製材される。送材装置１０７により移送する原木の送り長さ、すなわち、製造する丸太の長さは、予め、設定してメモリ２１（図３参照）に保持しておく。
【００１２】
送材装置１０７による原木または丸太の送り長さは測長装置１０８によって計測される。測長装置１０８は、例えば送材装置１０７の支持ローラ（図示せず）に連結されており、その回転数（又はパルス）を計測する構成となっている。この測長装置１０８の検出信号は後述するＣＰＵ９に出力され、ＣＰＵ９は測長装置１０８からの検出信号を基に丸太の長さを演算する。
送材装置１０７は、図示はしないがモータを備えており、モータの回転方向を切換えることにより、原木Ｗ（図４参照）または丸太Ｑ（図６参照）を正・逆方向に移送する。
【００１３】
なお、作業具本体１０３とグラップルアーム１０４には原木Ｗの枝払いをするカッタ１０９、１１０がそれぞれ設けられている。カッタ１０９は作業具本体１０３に固定され、カッタ１１０はピン１１１を支点にグラップルアーム１０４に対し回動駆動するように取り付けられている。これらカッタ１０９、１１０はいずれも送材装置１０７による原木移送方向上流側に設けられており、グラップルアーム１０４により把持された状態の原木Ｗの外周部を覆うように構成されている。原木Ｗが移送される際にカッタ１０９、１１０によって原木Ｗの枝Ｂ（図４参照）が切断される。なお、回動して原木Ｗの外周部に接する駆動型のカッタが２つのカッタ１１０で足りない場合はさらに駆動型のカッタを追設すれば良い。
【００１４】
（回路構成）
図３は、本発明の丸太生産量集計装置の一実施形態のブロック図である。
丸太生産量集計装置１５Ａは、ＣＰＵ９およびメモリ２１を制御するコントローラ２０を有しており、作業具１５の動作を制御する。
コントローラ２０は、上述した如く、切断装置１０６および送材装置１０７の動作を制御する。コントローラ２０は、また、ピン１１１を支点として回動するカッタ１０９、１１０およびグラップルアーム１０４の開閉を制御する開閉装置１１５の駆動の制御を行う。丸太生産量集計装置１５Ａは、コントローラ２０の制御により材積の演算結果等を表示する表示装置５を有している。
コントローラ２０には、モード選択スイッチ７、計測開始スイッチ５ａ、計測終了スイッチ５ｂ、切断スイッチ１２１、材送りスイッチ１２２、材戻しスイッチ１２３、グラップル開スイッチ１２４およびグラップル閉スイッチ１２５からの信号が入力される。
【００１５】
モード選択スイッチ７は、丸太生産量集計装置１５Ａを、原木計測モード、丸太計測モードおよび集計モードの３つのモードのいずれかに切換える。モード選択スイッチ７は、表示装置５に入力キーとして表示させる構成としてもよいし、スイッチ部材として個別に形成されているものであってもよい。
計測開始スイッチ５ａおよび計測終了スイッチ５ｂは、表示装置５に入力キーとして表示されるスイッチである。計測開始スイッチ５ａは、丸太計測モードにおいて、丸太Ｑの元口径（根元側の直径）を計測する際にオン操作される。計測終了スイッチ５ｂは、丸太計測モードにおいて、丸太Ｑの末口より所定長手前における仮末口径を計測する際にオン操作される。
【００１６】
切断スイッチ１２１は、原木Ｗを切断する際にオン操作される。材送りスイッチ１２２は、原木Ｗまたは丸太Ｑを長さ方向に移送する際にオン操作される。材戻しスイッチ１２３は、原木Ｗを切断する時とは反対方向に移送する際に操作される。切断スイッチ１２１または材戻しスイッチからの信号の入力により、コントローラ２０は送材装置１０７の動作を制御する。
【００１７】
グラップル開スイッチ１２４およびグラップル閉スイッチ１２５は、それぞれ、グラップルアーム１０４を開閉する際にオン操作される。グラップルアーム１０４の開閉は、原木Ｗまたは丸太Ｑを把持する時、および原木Ｗまたは丸太Ｑの直径を測定する時は閉じ、材送りおよび材戻しの時は開くように動作する。グラップル開スイッチ１２４またはグラップル閉スイッチ１２５がオン操作され、オン信号がコントローラ２０に入力されると、コントローラ２０から開閉装置１１５に駆動指令が送られ、開閉装置１１５によりグラップルアーム１０４の開閉動作が制御される。
【００１８】
送材装置１０７により移送された原木Ｗまたは丸太Ｑの送り長は、測長装置１０８により計測され、計測値がコントローラ２０に送られ、メモリ２１に保持される。また、グラップルアーム１０４に備えられた角度センサ１０５から出力される回転角信号はコントローラ２０の制御によりメモリ２１に保持され、原木Ｗまたは丸太Ｑの直径の演算に用いられる。
メモリ２１は、原木計測モードにおいて得られた演算結果を保持する第１のメモリ部ＭAと丸太計測モードにおいて得られた演算結果を保持する第２のメモリ部ＭBを含んでいる。
【００１９】
送り長設定部６は、原木測定モードにおいて、送材装置１０７により原木Ｗを移送する送り長さを設定するものであり、表示装置５に入力キーとして表示される。
送り長設定部６からは最大長さＬMAXと最小長さＬMINが入力されメモリ２１に保持される。材送りスイッチ１２２がオンに保持されている状態で測長装置１０８からの測長情報がメモリ２１に記憶されている最大長さＬMAXに一致すると、コントローラ２０からの指令により、送材装置１０７による原木Ｗの移送が停止される。また、測長装置１０８からの測長情報が、最小長さＬMIN未満では、コントローラ２０は、ＣＰＵ９による材積演算の指令を行わない。すなわち、材積の演算は、丸太Ｒの長さが最小長さＬMIN以上最大長さＬMAX以下の場合に行われる。一例として、最大長さＬMAXは５ｍ程度、最小長さＬMINは１ｍ程度である。
【００２０】
図３に図示された丸太生産量集計装置１５Ａのうち、切断スイッチ１２１、材送りスイッチ１２２、材戻しスイッチ１２３、グラップル開スイッチ１２４およびグラップル閉スイッチ１２５および表示装置５は、運転室１８内に装着されている。また、モード選択スイッチ７、計測開始スイッチ５ａ、計測終了スイッチ５ｂおよび送り長設定部６は、表示装置５の一面に入力キーとして表示することができる。
【００２１】
（原木計測モード）
原木を切断して丸太Ｒを製造しながら、各丸太Ｒの材積を演算する方法について、図４を参照して説明する。
まず、作業具１５により原木Ｗの根元部分を把持してＣ１部分で切断し、Ｃ１部分での直径Ｄ１を計測する。根元側からＣ１部分までの部分は、原木Ｗの外周形状が凸凹で製材としての価値がないため、この部分は端材Ｇ１とし、丸太Ｒの材積としては計測しない。
そして、このＣ１部分を丸太Ｒ１の始点とし、測長装置１０８の検出値が、送り長設定部６で予め設定した設定長さＬになるまで送材装置１０７によって原木Ｗを移送してＣ２部分で切断しＣ２部分での直径Ｄ２を計測する。
【００２２】
図５は、原木から丸太を製造する方法を説明するための模式図である。
作業具１５は、側面から観ると、作業具本体１０３の一方の面１５ｆと他方の面１５ｒとの間にグラップルアーム１０４（図５には図示されていない）が配置された構造を有する。チェーンソー等の切断装置１０６は、作業具１５の他方の面１５ｒ側に配置されており、この他方の面１５ｒ側は原木Ｗの送り方向Ｘの後方側に位置している。
従って、作業具１５による原木Ｗの切断位置Ｃ１〜Ｃ５は、原木Ｗの送り方向Ｘの後方側に位置し、製造される各丸太Ｒ１〜Ｒ４を作業具１５により把持した状態で各丸太Ｒ１〜Ｒ４の元口が形成される。例えば、製造される丸太Ｒ２の元口は、丸太Ｒ１の末口となるため、各丸太Ｒ１の末口を形成する（丸太Ｒ１を切り落とす）際には、末口が形成される丸太Ｒ１は作業具１５により把持されていない。このことは、後述する、丸太計測モードにおいて、直接、末口径を計測できない理由を示している。
【００２３】
原木計測モードに戻って、切断したＣ２部分の直径Ｄ２を計測した後は、同様に設定長さＬずつ原木Ｗを移送しては切断装置１０６で切断しつつ枝払いし、その両端部Ｃ３〜Ｃ５での直径Ｄ３〜Ｄ５を計測する。Ｃ５での切断後、その先長さＬの丸太が得られないことを確認したら、送材装置１０７によって原木Ｗを送り続けグラップルアーム１０４内を通過させる。その結果、原木Ｗの端材Ｇ２が切り落とされ、真ん中の材木として有用な部分が丸太Ｒ１〜Ｒ４として得られる。切り落とされた端材Ｇ１、Ｇ２や枝条Ｂ等はバイオマス資源として利用される。なお、図４には図示していないが、森林の環境保全のために間引き目的で行われる間伐作業によって生ずる間伐材等の場合は、全体がバイオマス資源として利用でき、パルプ用、農業用資材（堆肥、敷きわら等）としても利用可能である。
【００２４】
ここで、丸太の材積を算出する材積式は、下記のようないわゆる中央断面式（フーバー式）、平均断面式（スマリアン式）、末口二乗法（日本農林規格）が代表的である。
（ａ）中央断面式
Ｖ＝ｇ×ｌ----（式１）
Ｖは材積、ｇは丸太の中央での断面積、ｌは丸太の長さである。
（ｂ）平均断面式
Ｖ＝（ｇ１＋ｇ２）×ｌ／２----（式２）
Ｖは材積、ｇ１、ｇ２は丸太の元口と末口の断面積、ｌは丸太の長さである。
（ｃ）末口二乗法
ｉ）長さ６ｍ未満のとき
Ｖ＝ｄ２×ｌ／１００００----（式３・１）
ii）長さ６ｍ以上のとき
Ｖ＝｛ｄ＋（ｌ’−４）／２｝２×１／１００００----（式３・２）
Ｖは材積（ｍ３単位）、ｄは末口直径（ｃｍ単位）、ｌ、ｌ’は丸太の長さ（ｍ単位、但しｌ’の場合は小数点以下切捨て）である。
【００２５】
図４の丸太Ｒ１〜Ｒ４の材積を例えば平均断面式で算出すると、例えば丸太Ｒ１の材積
ＶＲ１は、元口の直径がＤ１、末口の直径がＤ２であるから、
ＶＲ１＝１／８π（Ｄ１２＋Ｄ２２）
と求められる。したがって、原木計測モード時における丸太Ｒ１〜Ｒ４の合計材積Ｖwは、
Ｖｗ＝ＶＲ１＋ＶＲ２＋ＶＲ３＋ＶＲ４
により求められる。
【００２６】
（丸太計測モード）
次に、土場に搬送される前に、原木Ｗが適宜な長さに切断されて製造されている丸太Ｑの材積を演算する方法について、図６を参照して説明する。
この場合には、先ず、モード選択スイッチ７を操作して、丸太生産量集計装置１５Ａを丸太計測モードに設定する。
そして、作業具１５のチェーンソー等の切断装置１０６の切断部の位置を、丸太Ｑの元口に一致させた状態で、グラップルアーム１０４により丸太Ｑを把持する。このとき、角度センサ１０５から送出される回転角情報に基づいて丸太Ｑの元口径Ｄａを計測する。
【００２７】
次に、丸太Ｑの末口径Ｄｂを計測する。しかし、上述の説明で明らかな如く、丸太Ｑは、既に、末口において切断されているため、作業具１５により丸太Ｑを把持した状態での末口径Ｄｂの計測は不可能である。
そこで、送材装置１０７により丸太ＱをＸ方向に移送し、図６に二点鎖線で示す如く、丸太Ｑの末口が作業具１５の一方の面１５ｆに到達した時点、換言すれば、作業具１５の切断装置１０６の切断部が作業具１５の一方の面１５ｆから長さＬW手前の位置で、丸太Ｑの移送を停止する。そして、この停止した位置における丸太Ｑの直径（仮末口径）Ｄｂ’を計測する。
そして、丸太Ｑの直径が、根元側から先端側に向かって同一の傾斜角で縮小するものと仮定して、次の（４）式により末口径Ｄｂを算出する。
Ｄｂ＝（Ｄｂ’―Ｄａ）／Ｌ’）×Ｌ＋Ｄａ----（式４）
【００２８】
上記の計算式により、丸太Ｑの末口径Ｄｂが算出されれば、丸太Ｑの元口径（根元側の直径）Ｄa、末口径（先端側の直径）Ｄｂおよび長さＬから、上述した（式１）〜（式３）いずれかを用いて丸太Ｑの材積ＶQを演算により求めることができる。
そして、原木計測モードにおいて算出した合計材積Ｖwと丸太計測モードにおいて算出した材積ＶQを加算することにより、両モードにおいて計測した丸太生産量の総量を算出する。
【００２９】
（原木計測モードにおける処理フロー）
以下、本実施形態における丸太生産量集計方法について説明する。
丸太生産量の集計は、原木計測モードにおける丸太材積の算出、丸太計測モードにおける丸太材積の算出を行い、集計モードにおいて、原木計測モードおよび丸太計測モードにおいて算出した丸太材積を集計するステップによって行われる。
最初に、図７の処理フローを参照して原木計測モードにおける丸太材積の算出方法を説明する。
この処理フローは、モード選択スイッチ７を操作して、原木計測モードを選択した状態において、コントローラ２０に設定されたプログラムによって実行される。
【００３０】
最初に、原木計測モードを選択し、作業具１５により原木Ｗの根元を把持する。
この状態では、メモリ２１の第１のメモリ部ＭAには、以下の処理フローによって示されるが、前回測定した丸太Ｒの直径Ｄが元口径として記憶されている。
原木Ｗの根元を把持した状態では、材送りスイッチ１２２または材戻しスイッチ１２３の入力待ちとなっている。
すなわち、ステップＳ１において材送りスイッチ１２２がオン操作されたか否かが判断され、肯定されれば、ステップＳ２に進むが、否定されれば、換言すれば、材送りスイッチ１２２のオン操作がなければ、ステップＳ７に進む。ステップＳ７は、材戻しスイッチ１２３の入力待ち状態である。
ステップＳ１が肯定されると、ステップＳ２に進み、ＣＰＵ９にて正方向への送り長さＬFが第１のメモリ部ＭＡに保持された最大長さＬMAXに達したか否かが判断される。ステップＳ２において否定されればステップＳ３に進み、肯定されればステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ３では、コントローラ２０の指令により送材装置１０７が駆動され、原木Ｗが、正方向すなわち図４、図５に示すＸ方向に移送される。このとき、原木Ｗの送り長さ検出信号が測長装置１０８からコントローラ２０に送出され、正方向への送り長さＬFが計測される。
次にステップＳ４に進み、材送りスイッチ１２２がオフとなったかどうか、換言すれば、材送りスイッチ１２２がオン状態を保持されているか否かが判断される。
【００３２】
ステップＳ４で否定されると、ステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返される。また、ステップＳ４で肯定されると、ＣＰＵ９から一致信号が出力され、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、コントローラ２０からの指令により送材装置１０７の駆動が制御され、原木Ｗの移送が停止される。ステップＳ４からステップＳ５に進む場合は、原木Ｗの長さが最大長さＬMAXに達していない状態で、材送りスイッチ１２２がオフされた場合である。また、ステップＳ３からステップＳ５に進む場合は、原木Ｗの長さが最大長さＬMAXに一致している状態である。上述した如く、原木Ｗの長さが最大長さＬMAXに達した場合には、材送りスイッチ１２２がオン状態であっても、原木Ｗの移送は停止されるのである。
【００３３】
ステップＳ２〜ステップＳ５の処理について、具体的な作業の一例を説明する。
原木Ｗの送り長さが最大長さＬMAXの場合には、材送りは自動的に停止し、その位置における原木Ｗの直径および長さを第１のメモリ部ＭAに保持する。この場合には、丸太Ｒの長さＬは、当然、ＬMAXである。しかし、原木Ｗから製造する丸太Ｒの長さを、例えば、２〜３ｍの最大長さＬMAXより短くする必要がある場合がある。この場合には、材送りスイッチ１２２をオフにして原木Ｗの移送を停止する。そして、その位置における原木Ｗの直径Ｄおよび長さＬFを第１のメモリ部ＭAに保持する。本実施形態においては、このように原木Ｗを手動により適宜な長さに切断した場合にも丸太生産量を計測することを可能にしているので、丸太生産量集計装置１５Ａの適用を拡げることができる。
【００３４】
ステップＳ５の処理が完了すると、ステップＳ６に進み、原木Ｗの直径Ｄが計測される。コントローラ２０からの指令により開閉装置１１５が駆動され、グラップルアーム１０４が閉じ方向に回動し原木Ｗを把持する。この時に把持した原木Ｗに対するグラップルアーム１０４の回転角情報が角度センサ１０５からコントローラ２０に入力され、ＣＰＵ９により原木Ｗの直径Ｄに換算される。そして、この原木Ｗの直径Ｄが、製造される丸太Ｒの終端側の長さＬEにおける直径、すなわち末口径として、メモリ２１の第１のメモリ部ＭAに保持される。また、ステップＳ６では、原木Ｗの正方向への送り長さＬFも第１のメモリ部ＭAに保持される。
【００３５】
ステップＳ６が完了すると、ステップＳ７に進み、材戻しスイッチ１２３がオン操作されたか否か判断される。ステップＳ７で、肯定されればステップＳ８に進み、否定されればステップＳ１２に進む。
ステップＳ８では、コントローラ２０からの指令により、送材装置１０７のモータ（図示せず）が逆方向に回転して原木Ｗを、図４および図５に図示されたＸ方向とは逆方向に移送する。このとき、原木Ｗの送り長さ検出信号が測長装置１０８からコントローラ２０に送出され、逆方向への送り長さＬBが計測される。図７に示した処理フローには記載されていないが、材戻しスイッチ１２３のオン操作により、原木Ｗが根元部を越えて逆方向に移送される状態となると不都合が生じることがある。これを回避するため、ステップＳ７の処理とステップＳ８の処理との間において、（正方向への送り長さＬF―逆方向への送り長さＬB）の演算値がマイナスになる場合には、原木Ｗを戻す動作をさせず、警告を発するようにしてもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ９に進み、材戻しスイッチ１２３がオフとなったかどうか、換言すれば、材戻しスイッチ１２３がオン状態を保持されているか否かが判断される。
ステップＳ９で否定されると、ステップＳ８〜Ｓ９の処理が繰り返される。また、ステップＳ９で肯定されると、ステップＳ１０に進み、原木Ｗの逆方向への移送が停止される。
次に、ステップＳ１１に進み、原木Ｗの正方向への送り長さＬが演算され、演算結果が第１のメモリ部ＭAに保持される。
すなわち、ステップＳ６で第１のメモリ部ＭAに記憶された原木Ｗの正方向への送り長さＬFからステップＳ８で計測された原木Ｗの逆方向への送り長さＬBが減算され、正味の正方向への送り長さＬが求められ、正方向への送り長さＬFに替えて第１のメモリ部ＭAに保持される。
【００３７】
ステップＳ７〜ステップＳ１１の処理について、具体的な作業の一例を説明する。
ステップＳ２〜Ｓ５の処理として示すように、原木Ｗの送り量を手動により調整する場合がある。このような場合において、原木Ｗを正方向へ送り過ぎた場合には、原木Ｗを戻す必要がある。ステップＳ７〜ステップＳ１１は、このような場合において、原木Ｗを戻す処理である。本実施形態においては、このように原木Ｗを戻した場合にも丸太生産量を計測することを可能にしているので、丸太生産量集計装置１５Ａの適用を拡げることができる。
【００３８】
ステップＳ１１が完了すると、切断スイッチ１２１または材送りスイッチ１２２の入力待ち状態となる。ここで、切断スイッチ１２１がオン操作されると、ステップＳ１３に進む。材送りスイッチ１２２がオン操作されるとステップＳ２以下が繰り返される。この状態においては、切断スイッチ１２１および材送りスイッチ１２２がオン操作されなければ、ステップＳ１からステップＳ７に進むので、材戻しスイッチ１２３をオン操作することできる。したがって、材戻しスイッチ１２３の入力待ち状態でもある。すなわち、切断スイッチ１２１がオン操作されるまでは、材送りスイッチ１２２または材戻しスイッチ１２３のオン操作は何度でも操作可能である。
【００３９】
ステップＳ１３では、正方向への送り長さＬが、予め、メモリ２１に設定された最小長さＬMIN未満であるか否かが判断される。
ステップＳ１３において、肯定されればステップＳ１５に進み、否定されればステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、前回の丸太Ｒの計測において計測された丸太Ｒの元口径（ステップＳ１５参照）、ステップＳ６で第１のメモリ部ＭAに記憶された末口径、および丸太Ｒの長さを用いて、丸太Ｒの材積ＶRが演算される。材積ＶRの演算には、上述した（式１）〜（式３）のいずれかを用いる。ここで、丸太Ｒの長さは、ステップＳ３における最大長さＬMAX、ステップＳ６における最小長さＬF、またはステップＳ１１における（ＬF―ＬB）のいずれかとなる。
【００４０】
ステップＳ１３において肯定されれば、ステップＳ１４における材積ＶRの演算をすること無くステップＳ１５に進む。
このことについて説明する。
原木計測モードを選択し、作業具１５により原木Ｗの根元を把持する場合は、図４における作業具１５により根元部（端材）Ｇ１を把持する。この根元部Ｇ１は、長さ方向における原木Ｗの直径が不規則に変化し、また、凹凸が激しいので製材としての価値がない。
このため、この根元部Ｇ１を外した位置Ｃ１で切断し、これよりも先端側を丸太Ｒとして製造する。
原木Ｗの根元から位置Ｃ１までの長さは、例えば、数十ｃｍ程度である。ここで、丸太Ｒの長さＬが、例えば、１〜５ｍの場合は、ステップＳ１３において否定され、材積ＶRが演算される。しかし、丸太Ｒの長さＬが１ｍ未満の場合には、端材とするので材積ＶRの演算は行わない。
【００４１】
そして、ステップＳ１５において、末口径、すなわち長さＬ＝ＬEにおける直径として第１のメモリ部ＭAに記憶されている直径Ｄをリセットし、元口径、すなわちＬ＝０における直径として第１のメモリ部ＭAに記憶させる。これにより、原木計測モードにおける処理フローが終了する。
【００４２】
（丸太計測モードにおける処理フロー）
次に、図８の処理フローを参照して丸太計測モードにおける丸太材積の算出方法を説明する。
この処理フローは、モード選択スイッチ７を操作して、丸太計測モードを選択した状態において、コントローラ２０に設定されたプログラムによって実行される。
丸太計測モードを選択したら、上述した如く、先ず、作業具１５のチェーンソー等の切断装置１０６の切断部の位置を、丸太Ｑの元口に一致させた状態で、グラップル閉スイッチ１２５をオン操作する。グラップル閉スイッチ１２５のオン信号がコントローラ２０に入力されると、コントローラ２０の指令により開閉装置１１５が駆動され、グラップルアーム１０４が閉じ方向に回動し、これにより丸太Ｑが把持される。
この状態では、計測開始スイッチ５ａまたは材戻しスイッチ１２３の入力待ちとなっている。
すなわち、ステップＳ２１において計測開始スイッチ５ａがオン操作されたか否かが判断され、肯定されれば、ステップＳ２２に進むが、否定されれば、換言すれば、計測開始スイッチ５ａのオン操作がなければ、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７は、材戻しスイッチ１２３の入力待ち状態である。
【００４３】
計測開始スイッチ５ａがオン操作されると、計測開始スイッチ５ａのオン信号がコントローラ２０に入力され、角度センサ１０５からグラップルアーム１０４の回転角情報がコントローラ２０に入力され、ＣＰＵ９により丸太Ｑの直径Ｄ0に換算される。そして、ステップ２２において、以降におけるステップＳ３５で説明されるが、第２のメモリ部ＭBに記憶されている丸太Ｑの末口径ＤEを、丸太Ｑの元口径、すなわち長さＬ＝０における直径として第２のメモリ部ＭBに保持される。
【００４４】
この後は、材送りスイッチ１２２の入力待ちとなる（ステップＳ２３）。
ステップＳ２３おいて、材送りスイッチ１２２のオン信号が検出されると、ステップＳ２４で、丸太Ｑが正方向に移送される。すなわち、コントローラ２０の指令により送材装置１０７が駆動されて丸太Ｑが、正方向すなわち図６に示すＸ方向に移送される。このとき、丸太Ｑの送り長さ検出信号が測長装置１０８からコントローラ２０に送出され、正方向への送り長さＬF’が計測される。
【００４５】
次にステップＳ２５に進み、材送りスイッチ１２２がオフとなったかどうか、換言すれば、材送りスイッチ１２２がオン状態を保持されているか否かが判断される。
ステップＳ２５で否定された場合は、ステップＳ２４〜Ｓ２５の処理が繰り返される。
また、ステップＳ２５で肯定されると、ＣＰＵ９から一致信号が出力され、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、コントローラ２０からの指令により送材装置１０７の駆動が制御され、丸太Ｑの移送が停止される。
【００４６】
ステップＳ２６が完了すると、ステップＳ２７に進み、材戻しスイッチ１２３がオン操作されたか否か判断される。ステップＳ２７で肯定されればステップＳ２８に進み、否定されればステップＳ３２に進む。
ステップＳ２８では、コントローラ２０からの指令により、送材装置１０７を駆動して丸太Ｑを、図６に図示されたＸ方向とは逆方向に移送する。このとき、丸太Ｑの送り長さ検出信号が測長装置１０８からコントローラ２０に送出され、逆方向への送り長さＬBが計測される。図８に示した処理フローには記載されていないが、材戻しスイッチ１２３のオン操作により、丸太Ｑが元口を越えて逆方向に移送される状態となると不都合が生じることがある。これを回避するため、ステップＳ２７の処理とステップＳ２８の処理との間において、（正方向への送り長さＬF―逆方向への送り長さＬB）の演算値がマイナスになる場合には、丸太Ｑを戻す動作をさせず、警告を発するようにしてもよい。
【００４７】
次に、ステップＳ２９に進み、材戻しスイッチ１２３がオフとなったかどうか、換言すれば、材戻しスイッチ１２３がオン状態を保持されているか否かが判断される。
ステップＳ２９で否定されると、ステップＳ２８〜Ｓ２９の処理が繰り返される。また、ステップＳ２９で肯定されると、ステップＳ３０に進み、丸太Ｑの逆方向への移送が停止される。
【００４８】
次に、ステップＳ３１に進み、丸太Ｑの正方向への送り長さが演算され、演算結果が第２のメモリ部ＭBに保持される。
すなわち、ステップＳ２４で第２のメモリ部ＭBに記憶された丸太Ｑの正方向への送り長さＬF’からステップＳ２８で計測された丸太Ｑの逆方向への送り長さＬBが減算され、正味の正方向への送り長さＬ’が求められ、正方向への送り長さＬF’に替えて第２のメモリ部ＭBに保持される。
【００４９】
ステップＳ２３〜ステップＳ３０の処理について、具体的な作業の一例を説明する。
丸太計測モードにおいては、丸太Ｑは元口側および末口側の両端が切断され、適宜な長さＬとなっている。このため、常に、丸太Ｑの先端側を把持した状態で丸太Ｑの直径を計測する作業具１５では、丸太の末口径を計測することができない。そこで、上述した如く、図６において、例えば、目視により丸太Ｑの末口が作業具１５の一方の面１５ｆに到達した時点で作業具１５の移送を停止し、この位置における丸太Ｑの直径を測定する。ステップＳ２５の処理は、操作者が、丸太Ｑの末口が作業具１５の一方の面１５ｆに到達した時点で作業具１５の移送を停止する作業である。
しかし、材送りスイッチ１２２のオフ操作が、丸太Ｑの末口が作業具１５の一方の面１５ｆに到達した時点で正確に行われるとは限らない。作業具１５の停止位置が、一方の面１５ｆが丸太Ｑの末口面と一致しない位置となった場合には、作業具１５により、丸太Ｑを正方向または逆方向に何度か移動して位置調整を行う必要がある。
ステップＳ２３〜ステップＳ３０の処理は、このような操作を行うものである。
【００５０】
ステップＳ３１が完了すると、計測終了スイッチ５ｂまたは計測開始スイッチ５ａの入力待ち状態となる。ここで、計測終了スイッチ５ｂがオン操作されると、ステップＳ３３に進む。計測開始スイッチ５ａがオン操作されるとステップＳ２２以下が繰り返される。
ステップＳ３２に進んだとき、計測終了スイッチ５ｂおよび計測開始スイッチ５ａがオン操作されなければ、ステップＳ２１からステップＳ２７に進むので、材戻しスイッチ１２３をオン操作することできる。したがって、材戻しスイッチ１２３の入力待ち状態でもある。すなわち、計測終了スイッチ５ｂがオン操作されるまでは、計測開始スイッチ５ａまたは材送りスイッチ１２２のオン操作は何度でも操作可能である。このことは、上述した、丸太Ｑの正方向への移送および逆方向への移送が何度でも可能であることを意味している。
【００５１】
計測終了スイッチ５ｂがオン操作され、ステップＳ３２で肯定されると、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、グラップルアーム１０４の回転角情報が角度センサ１０５からコントローラ２０に入力され、作業具１５が停止した位置における丸太Ｑの直径が計測される。この直径は、図６に図示された、作業具１５の切断装置１０６の切断部が、丸太Ｑの末口より長さＬw手前の位置おける仮末口径ＤE’である。そして、長さＬ’と共に仮末口径ＤE’が第２のメモリ部ＭBに記憶される。
【００５２】
次に、ステップＳ３４に進み、仮末口径ＤE’が、ＣＰＵ９により末口径ＤEに換算され、ステップＳ３５において、算出された末口径ＤEが第２のメモリ部ＭBに記憶される。ステップＳ３４における末口径ＤEへの換算の演算には、上述した（式４）を用いる。
次に、ステップＳ３６に進み、丸太Ｑの材積ＶQが演算される。材積ＶQの演算には、上述した（式１）〜（式３）のいずれかを用いる。
【００５３】
そして、ステップＳ３７に進み、演算により得られた丸太Ｑの材積ＶQを第２のメモリ部ＭBに保持する。これにより、丸太計測モードにおける処理フローが終了する。
【００５４】
（集計モード）
次に、図９の処理フローを参照して、計測した丸太材積の集計方法について説明する。
この処理フローは、モード選択スイッチ７を操作して、集計モードを選択した状態において、コントローラ２０に設定されたプログラムによって実行される。
先ず、ステップＳ４１において、原木計測モードにおいて計測した丸太Ｒの材積ＶRの中から、集計する丸太Ｒの材積ＶRmを選択する。丸太Ｒの材積ＶRmは、第１のメモリ部ＭAに保持されており、これを表示装置５で表示して選択する。選択する丸太Ｒの材積ＶRmは、１以上、何個でもよい。集計する丸太Ｒの材積ＶRmの選択が終了したら丸太Ｒの選択終了スイッチ（図示せず）をオン操作する。この操作により、ステップＳ４１で肯定されるとステップＳ４２に進む。
【００５５】
ステップＳ４２では、丸太計測モードにおいて計測した丸太Ｑの材積ＶQの中から、集計する丸太Ｑの材積ＶQnを選択する。丸太Ｒの材積ＶRmは、第２のメモリ部ＭBに保持されており、これを表示装置５で表示して選択する。選択する丸太Ｑの材積ＶRmは、１以上、何個でもよい。集計する丸太Ｑの材積ＶQnの選択が終了したら丸太Ｑの選択終了スイッチ（図示せず）をオン操作する。この操作により、ステップＳ４２で肯定されるとステップＳ４３に進む。
【００５６】
ステップＳ４３では、選択された丸太Ｒの材積ＶRmと丸太Ｑの材積ＶQnとが合計され、集計される。
次に、ステップＳ４４で、集計結果がメモリ２１に記憶される。
そして、ステップＳ４５に進み、メモリ２１の記憶内容、すなわち、丸太Ｒの材積ＶRmと丸太Ｑの材積ＶQnとを集計した集計値が表示ドライバに読み出され、表示装置５で表示される。これにより、集計モードが終了する。
【００５７】
以上説明した通り、上記一実施の形態では下記の効果を奏する。
（１）原木Ｗを切断しながら製造される丸太Ｒの材積ＶRmおよび切断済の丸太Ｑの材積ＶQnのどちらも計測することが可能であり、かつ、両者を集計することが可能である。このため、伐採したすべての原木の材積の総量を把握することができる。
【００５８】
（２）原木Ｗを切断しながら製造される丸太Ｒの材積ＶRmおよび切断済の丸太Ｑの材積ＶQnを同一の作業具１５により計測することが可能である。このため、作業機械１０に取り付けられた作業具１５を交換したり、作業機械１０を２台備えたりする必要がなく、丸太生産量集計装置を安価にすることができる。また、計測および集計作業を能率的に行うことが可能である。
（３）原木計測モードにおいて、作業具１５の送材装置１０７により、原木Ｗを、自動的に所定の長さ（最大長さ）ＬMAXずつ移送するだけでなく、手動によっても、正・逆両方向に任意な長さＬFまたはＬB移送することが可能である。このため、作業が能率的となり、かつ、計測を正確にすることができる。
【００５９】
なお、上記一実施の形態では、原木計測モードおよび丸太計測モードとは別に集計モードを有するものであった。しかし、原木計測モードおよび丸太計測モードのいずれか一方、あるいは両方に、材積演算後に、集計処理フローが引き続いて行われるようにしてもよい。
【００６０】
上記一実施の形態では、丸太計測モードにおいて、丸太Ｑの仮末口径ＤE’の計測は、丸太Ｑの末口が作業具１５の一方の面１５ｆに一致した位置で行うものであった。
しかし、作業具１５に位置決め部材を設け、丸太Ｑの末口がこの位置決め部材に一致した位置で丸太Ｑの仮末口径ＤE’の計測を行うようにしてもよい。
【００６１】
上記一実施の形態では、丸太計測モードにおいて、作業具１５の他方の面１５ｒを丸太末口に位置合わせし、丸太Ｑの送り長さＬ’と末口から切断装置１０６の切断部までの長さＬWに基づいて丸太Ｑの全体の長さＬを求めるものであった。
しかし、作業具１５の一方の面１５ｆ付近および他方の面１５ｒ付近に、例えば、容量センサ等のセンサを取付け、各センサにより元口位置および末口位置を検出し、丸太Ｑの送り長さＬ’とセンサ間の長さに基づいて、丸太Ｑの元口から末口までの長さＬを算出するようにしてもよい。この場合、各センサにより丸太Ｑの元口位置および末口位置を正確に検出できるので、計測の精度を向上することができる。
【００６２】
その他、本発明の丸太生産量集計装置は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形することが可能であり、要は、原木計測モードおよび丸太計測モードのいずれかを選択するモード選択手段と、原木を直径方向に切断する切断手段を有する集計装置本体と、原木計測モードにおいて、原木を自動的に送り、切断手段により原木を直径方向に切断しながら元口径および末口径を計測する原木計測手段と、原木計測手段により得られた元口径および末口径に基づいて原木を切断して得られた丸太の材積を演算する第１の丸太材積演算手段と、丸太計測モードにおいて、固片化された丸太を元口から末口より所定長手前まで送り、元口径、末口より所定長手前における仮末口径および元口から末口より所定長手前までの長さを計測する丸太計測手段と、丸太計測手段により得られた仮末口径に基づいて丸太の末口径を演算する丸太末口径演算手段と、丸太の元口径および丸太の末口径に基づいて丸太の材積を演算する第２の丸太材積演算手段と、第１の丸太材積演算手段により得られた丸太の材積と第２の丸太材積演算手段により得られた丸太の材積とを集計する集計手段と、を備えるものであればよい。
【符号の説明】
【００６３】
５      表示装置
６      送り長設定部
７      モード選択スイッチ
１０      作業機械
１５      作業具
１５Ａ    丸太生産量集計装置
１０６    切断装置
１０７    送材装置
Ｒ、Ｑ    丸太
Ｗ        原木
【図１】
0005469591.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005469591.tif 000008
【図８】
0005469591.tif 000009
【図９】
0005469591.tif 000010